当前土地资源越来越紧缺，现代化物流系统对场地、效率要求越来越高，立体存储及输送设备大量运用，但目前在垂直方向输送货物的设备要么效率不高，要么单口进、单口出，往往需要多台设备才能满足要求，占用场地很大。为解决该问题，新型垂直提升机的研发由此而生。

 

一、快速提升机的工作原理

1、特点：单台提升机实现与多层输送设备对接，同时可进货和出货，达到以前多台只有单一进口、出口提升机的功能。其特点在于：

(1)单台提升机实现多层货物可同时进出；

(2)货物接驳快速，实现满托盘输送；

(3)改变流程布局，空间利用率提高。

 

2、对比优势：通常的链条托盘提升机直接通过外部设备把货物送入提升机托盘，提升机内没有动力机构进行接驳（如图1所示），此类提升机只有1个入口和1个出口，要接驳多层设备时，需要在不同的地方安装多台同类提升机；也有能够实现多层货物同时进出的提升机，其接驳机构为翻叉式，翻叉动作幅度大，动作时间长，运行轨迹与提升机托盘上的货物有交叉，需要避让，因此货物在不同层同时入出时，不能实现满托盘输送。

 

3、机械构造：本新型提升机如图2所示，升降左右分开，通过多组链条的排布实现同体布局，托盘固定在链条上随链条一起运行，始终保持水平姿态，以左升右降为例，货物可从左边任意位置进入提升机，链条带动托盘把货物从提升机左边，经过顶部输送到提升机右边，然后下降，实现货物从左边的任意高度到右边的任意高度的输送，只需在进出口的位置安装接驳机构，与外部设备对接即可。

 

图1单一入出口链条托盘提升机

 

图2多层同入同出提升机

 

 

为了实现多层同时进出，提升机托盘设计成井字形框架结构。根据系统流程需要，我们在对应外部设备的接口位置（如图２中的①、②、③等位置）设置入口或出口；并在箭头①指向处设置入口接驳机构，箭头②指向处设置出口接驳机构，实现提升机与外部设备的对接。接驳机构如图３所示，托盘可从该机构中间穿过，左右两部分可自由伸缩，这两部分的距离变化实时可控。若设定可变距离为Ｌ，则：当Ｌ＝ａ距离时，为接送货物距离（小于货物尺寸，机构托住货物）；当Ｌ＝ｂ距离时，为货物通过需要的安全距离（大于货物尺寸，货物可从中间穿过）。此时只要使接驳装置的可变距离在ａ、ｂ距离间互相切换，即可实现货物路径选择，要么通过接驳机构接货装置进出提升机，要么直接穿过接驳机构到达下一个接驳口位置，同理同一台提升机，只要根据外部输送设备的布置位置，就可以安装多个接驳机构，满足层间接驳，实现各层同时进出提升机。对外部输送设备的布置，应满足提升机最小响应时间，即接驳机构从ａ距离到ｂ距离或从ｂ距离到ａ距离，位移的变化必须在下一个托盘到来之前完成，时间须小于托盘间距减去货物高度后，提升机在该段位移的运行时间，最小响应时间决定着提升机的效率。

 

 

图3 提升机接驳机构

二、提升机作业描述

1、作业过程

以左升右降布局提升机为例，现设定外部有３层入口和３层出口。提升机开机运行后，有货物同时在３个入口层都需要进入提升机，此时系统只需要判断货物所在设备层对应的提升机托盘，是否已经有货存在，如果为空托盘则判断可以进入提升机，启动接驳机构，切换接驳机构可变距离到ａ距离，开启接货电机，货物送入提升机内，３个层的货物，只要是满足托盘判空条件，可以在同一时间进入提升机；然后提升机做循环运转，空托盘周而复始经过各个层，实现货物不间断满盘进入提升机，完成入口动作。

 

货物进入提升机，经运送到达指定出口层时，货物需要出提升机，此时系统把出口处的接驳机构可变距离切换到ａ距离，开启送货电机，货物到达立即被输送出提升机，而提升机托盘则穿过接驳机构，变成空托盘状态进入下一个输送循环；如果货物经过某层，系统判断该层不需出货，而是需要到下一层，则系统把接驳机构可变距离切换到ｂ距离，此时货物和托盘都可以穿过的接驳机构。此过程周而复始，提升机便可不断把货物送出到指定层，完成提升机出口动作。

 

2、控制原理

本提升机采用PLC控制，提升电机采用变频器驱动，编码器跟踪同步算法，系统实时采样跟踪托盘信息，每次货物进出提升机，控制系统自动记录和删除托盘上的货物信息，此信息是提升机系统判定指挥货物进出的重要依据。接驳机构的控制，接驳机构在系统发出判定进或出的指令后，立即启动可变距离切换，并在切换完成检测到信号后，反馈给主控，启动外部输送设备接货或送货动作，如接驳机构切换动作未能在最小响应时间完成，则立即报警停机。

 

3、控制要点

(1)需要准确计算货物的进出提升机时间；

(2)电气设备响应时间短，减小最小响应时间；

(3)提升机升降线速度需与接驳机构动作时间匹配；

(4)货物信息跟踪判断必须准确，需核心算法保证；

(5)托盘有清空处理，否则不能实现满托盘。

 

三、新型垂直提升机的应用分析

该提升机拥有多进口、多出口的特点，在场地受限的项目非常适合，本提升机的运行速度最小2.7秒每托盘，每小时输送货物大于1300件，单台即能满足大多物流系统的需求。而对于立体存储的货物，以当前流行的箱式货架储分系统为例，一个巷道采用一台传统往复式提升机，每次一个往复动作搬运一件货物（采用双货位时可以搬运两件），提升效率均值每小时最大600多件（最新型的往复式提升机采用伺服驱动双货位模式，每小时能搬运600多件），效率低；业务量大时，多层货架经常需要同时入库出库，货物等待滞留严重，提升机环节成为效率瓶颈，如果采用本新型快速多层提升机，多层货物可以同时实现快速入库出库，大大减小货物排队等待时间。由此可以看出，在类似工况下，该提升机能产生更高的效率，节约更多的空间，为流程设计提供多样的布局方案。在衔接不同层高的物流输送设备及仓储系统储分一体设备方面，更具优势，应用前景广泛。

 

通过以上分析，在当前物流概念与自动化技术结合越来越紧密，效率、场地要求越来越高的情况下，本文介绍的用于对接不同层高设备的新型快速垂直提升机，实现了不同层货物的同时进出，节省了空间，提高了效率，为我们在今后的仓储物流、分拣物流、工业物流等各种物流领域，做规划时提供更多的解决方案和装备选择。